摘 要 塔里木氣田東部試驗(yàn)區(qū)儲(chǔ)層高溫高壓，流體性質(zhì)和流動(dòng)機(jī)理復(fù)雜；試井曲線具有多樣性、復(fù)雜性及多解性的特點(diǎn)，試井分析面臨巨大的挑戰(zhàn)。為此，根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)及有關(guān)資料錄取情況，采用現(xiàn)代試井分析方法與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析相結(jié)合的非均質(zhì)氣藏動(dòng)態(tài)描述綜合技術(shù)，將儲(chǔ)層劃分為視均質(zhì)、雙重孔隙、復(fù)合模型以及裂縫、裂縫孔洞模型等5種類型進(jìn)行試井分析。結(jié)果表明：該區(qū)儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，平面連通性差；試井特征與穩(wěn)產(chǎn)能力有著緊密的聯(lián)系，對(duì)不同類型的井，應(yīng)制訂相應(yīng)的開發(fā)技術(shù)對(duì)策。
關(guān)鍵詞塔中Ⅰ號(hào)氣田碳酸鹽巖試井儲(chǔ)集層類型生產(chǎn)能力特征動(dòng)態(tài)描述
塔里木盆地塔中Ⅰ號(hào)氣田東部試驗(yàn)區(qū)阻[1-3]已經(jīng)建成10×108 m3天然氣、23×104t凝析油的生產(chǎn)能力。其中有生產(chǎn)井32口，除試采數(shù)據(jù)外，還有大量的試油、試井資料。通過對(duì)動(dòng)態(tài)資料的分析，建立了單井動(dòng)態(tài)描述方法[4-5]。單井動(dòng)態(tài)描述是處理和解釋氣井試井、
試采過程中錄取到的壓力、產(chǎn)量等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)響應(yīng)，以現(xiàn)代試井分析(Pressure Transient Analysis，PTA)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析(Production Analysis，PA或Rate Transient Analysis，RTA)，特別是最新發(fā)展的數(shù)值試井分析方法和技術(shù)為依托，結(jié)合靜態(tài)信息對(duì)氣井所處地層情況進(jìn)行全新解讀以獲取氣藏或氣井參數(shù)的過程。氣井試井解釋經(jīng)驗(yàn)表明：將短期試井與長期生產(chǎn)動(dòng)態(tài)相結(jié)合進(jìn)行試井解釋是降低多解性的有效手段之一。綜合采用試井、生產(chǎn)分析進(jìn)行單井儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)描述嘲，可準(zhǔn)確對(duì)儲(chǔ)層滲透率、表皮系數(shù)、水體大小、單井控制儲(chǔ)量、可采儲(chǔ)量等進(jìn)行評(píng)價(jià)，大大降低了試井解釋多解性。筆者在此基礎(chǔ)上，將試井曲線進(jìn)行分類[7-8]，探索試井曲線類型與儲(chǔ)集體的對(duì)應(yīng)規(guī)律。
1 單井動(dòng)態(tài)模型特征
試采井單井動(dòng)態(tài)描述結(jié)果表明：單井試井曲線多樣，主要有視均質(zhì)模型、雙重介質(zhì)模型、裂縫模型、裂縫—孔洞模型、復(fù)合模型等。
1.1 視均質(zhì)模型
均質(zhì)地層是指均勻分布的滲流介質(zhì)，視均質(zhì)地層特征曲線在形態(tài)和表現(xiàn)形式上同均質(zhì)地層一樣，所不同的是流體的儲(chǔ)滲介質(zhì)有所差異，其特征是地層有一定的自然產(chǎn)能，關(guān)井壓力恢復(fù)速度快，雙對(duì)數(shù)診斷圖上導(dǎo)數(shù)曲線具有明顯的徑向流段，能夠反應(yīng)地層內(nèi)部的滲流特征，說明儲(chǔ)層自身?xiàng)l件較好，措施效果也是幾種曲線類型中最好的，措施成功率最高[2]。
如TZ621井，4851～4885m井段的儲(chǔ)層測(cè)井解釋孔隙度為2.66%，巖性為生屑砂屑灰?guī)r，針狀溶孔及小型溶蝕孔洞發(fā)育，主要發(fā)育Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層，儲(chǔ)滲綜合評(píng)價(jià)為孔洞型。試油期間，開井流動(dòng)曲線近似一條水平直線，呈干層特征；初關(guān)井壓力恢復(fù)較快，表明地層滲透性較好(圖1)。壓裂后，用4.9mm油嘴生產(chǎn)，折合日產(chǎn)油103.87m3，折合日產(chǎn)氣47320m3，效果顯著。試井解釋表現(xiàn)出典型的均質(zhì)地層特征。由于廣泛發(fā)育洞穴，且洞穴內(nèi)巖石充填較少，所以此類儲(chǔ)層的滲流條件非常好，試井解釋滲透率為270mD，初期產(chǎn)能高，但穩(wěn)產(chǎn)條件取決于洞穴的彈性空問大小以及與洞穴相連的儲(chǔ)集體儲(chǔ)滲能力的大小。該井自2004年12月8日到2011年3月10日關(guān)井前，累計(jì)產(chǎn)油9.9×104t，累計(jì)產(chǎn)氣4400×104m3。
1.2 雙重介質(zhì)模型
雙重孔隙介質(zhì)模型是塔中碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主要類型之一，表明盡管碳酸鹽巖基質(zhì)孔滲條件極差，但在有效儲(chǔ)滲體中高導(dǎo)流縫洞與微細(xì)縫隙之間形成了類似雙重介質(zhì)流動(dòng)特性的滲流介質(zhì)，這一特性也說明在縫洞單元中溶孔、微細(xì)裂縫較為發(fā)育，具有一定的儲(chǔ)集條件。
如TZ82井，5430～5487m井段測(cè)井解釋孔隙度為1.35%。沉積亞相為灰泥丘，微相為丘核與丘坪。在5430～5450m井段微相為丘坪，巖性為灰白色含砂屑泥晶灰?guī)r，大量晶洞全充填，少量半充填；5450～5490m井段微相為丘核，巖性為深灰白隱藻泥晶灰?guī)r，下部見大量晶洞被白色方解石充填。主要發(fā)育Ⅳ類儲(chǔ)層。試井解釋模型采用雙孔模型(圖2)。
TZ82井于2005年9月17日開始試采，2006年7月底因氣油比高關(guān)井，累計(jì)產(chǎn)油1．7×104 t，累計(jì)產(chǎn)氣4016×104m3。
1.3裂縫模型
裂縫井模型也是塔中碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主要類型之一，此類井由于基質(zhì)孔滲條件差，能量補(bǔ)給不足，相應(yīng)的產(chǎn)能低、遞減快。如TZ828井，5595～5603m儲(chǔ)層的沉積環(huán)境主要為粒屑灘、礁丘亞相，礁翼、中高能砂屑灘微相。巖性生屑砂屑灰?guī)r、層孔蟲骨架巖，含大量棘屑、發(fā)育溶洞、灰色生物礁灰?guī)r、見高角度構(gòu)造縫和蜂窩狀溶蝕孔洞?？紫抖绕骄禐?.8%，儲(chǔ)層類型以Ⅰ、Ⅱ類為主。試油期間開井流動(dòng)曲線近似一條直線，開井期間地面無產(chǎn)出，表明地層無自噴能力；關(guān)井壓力曲線恢復(fù)緩慢，反映儲(chǔ)層為低滲透儲(chǔ)層。二次關(guān)井導(dǎo)數(shù)曲線后期出現(xiàn)不規(guī)則，是由于井筒相變的影響造成的，如圖3所示，試井解釋只能用10h以內(nèi)的數(shù)據(jù)。
該井2008年6月8日一8月10日之間進(jìn)行了短期試采，關(guān)井前累計(jì)產(chǎn)油220t，累計(jì)產(chǎn)氣39×104m3。油壓從7.5MPa降到0。現(xiàn)代生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析結(jié)果表明，該井控制范圍有限，按照氣相計(jì)算控制儲(chǔ)量只有70×104m3，井控半徑只有70 m。
1.4 裂縫一孔洞(串珠狀)模型
裂縫一孔洞模型是塔中碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主要類型之一。雖然基質(zhì)孔滲條件差、產(chǎn)能低，但是由于有能量補(bǔ)給，該類型氣井有一定的穩(wěn)產(chǎn)期。碳酸鹽巖地層的裂縫、孔、洞發(fā)育帶，有時(shí)呈片狀發(fā)育，在這些片狀發(fā)育區(qū)域之間，被滲透性好、但極狹窄的通道連接，形成串珠狀。
如TZ62井，4704.5～4753.5m井段儲(chǔ)層的沉積環(huán)境主要為砂屑灘、層孔蟲一海綿骨架礁，沉積微相為中高能砂礫屑灘、礁頂一礁坪、礁翼一礁核。巖性主要為淺灰色隱藻泥晶灰?guī)r、泥亮晶生屑砂礫屑灰?guī)r、珊瑚格架灰?guī)r，發(fā)育溶蝕孔洞及高角度裂縫，裂縫被方解石充填?？紫抖冉橛?.84%～6.2%，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層均有發(fā)育。該井從2004年3月23日開始一直進(jìn)行試采，酸壓改造后投產(chǎn)，雙對(duì)數(shù)曲線顯示出明顯的串珠狀特征(圖4)。截至2009年1月5日關(guān)井前，累計(jì)產(chǎn)油1.4×104t，累計(jì)產(chǎn)氣3125×104m3，呈現(xiàn)出階梯穩(wěn)產(chǎn)特征。
1.5 復(fù)合模型
復(fù)合模型是塔中碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主要類型之一，大部分井層表現(xiàn)為外圍條件變差模型特征，內(nèi)區(qū)控制范圍很小，流壓下降快，試采井基本無穩(wěn)產(chǎn)期。
如TZ83井，5 666～5 684 m井段儲(chǔ)層的沉積環(huán)境主要為粒屑灘、灰泥亞相，沉積微相主要發(fā)育中等能量砂屑灘、丘核。巖性主要為隱藻泥晶灰?guī)r，其中泥質(zhì)條帶被黑色和綠色泥質(zhì)充填，孔隙度介于0～3.8%，儲(chǔ)層類型以Ⅲ類為主，夾Ⅳ類儲(chǔ)層。完井酸壓求產(chǎn)測(cè)試，7 mm油嘴產(chǎn)量基本穩(wěn)定，但是流壓降低4.0 MPa左右，說明單井控制范圍有限。試井曲線表現(xiàn)出外圍變差的復(fù)合模型特征(圖5)。
2 試井與產(chǎn)能的關(guān)系
試采井單井動(dòng)態(tài)描述結(jié)果表明試驗(yàn)區(qū)內(nèi)試井特征多樣，單井滲透率低，非均質(zhì)性強(qiáng)，滲透率介于0.1～130mD，以中低滲透為主。試井特征與產(chǎn)能特征關(guān)系密切。對(duì)于視均質(zhì)與雙重孔隙介質(zhì)情形來說，試采過程中產(chǎn)量高且穩(wěn)定，遞減慢；對(duì)于裂縫孔洞型情形來說，雖然產(chǎn)量低，但能保持穩(wěn)定；對(duì)于裂縫型與外圍變差的復(fù)合模型，產(chǎn)量遞減快，壓力衰竭快，基本無穩(wěn)產(chǎn)期。
3 結(jié)論及建議
1)該區(qū)試井曲線類型多樣，主要有視均質(zhì)模型、雙重介質(zhì)模型、裂縫模型、裂縫一孔洞模型、復(fù)合模型等儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，平面連通性差，局部存在連通的可能性。試井特征與穩(wěn)產(chǎn)能力有著緊密的聯(lián)系，對(duì)不同類型的井，應(yīng)制訂相應(yīng)的開發(fā)對(duì)策。
2)試井曲線雖然類型多樣，但并沒有表現(xiàn)出所謂的“三重介質(zhì)模型”特征，即雙對(duì)數(shù)曲線出現(xiàn)2個(gè)下凹的情形；在實(shí)際解釋過程中，應(yīng)堅(jiān)持“避繁就簡”的原則，即用最簡單的模型擬合生產(chǎn)歷史，對(duì)氣井的未來生產(chǎn)產(chǎn)動(dòng)態(tài)做出合理的預(yù)測(cè)，而不僅僅是為了求取幾個(gè)物性參數(shù)。
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本文作者：溫曉紅1 鄧?yán)^學(xué)2 蘇敏文2 孫賀東3
作者單位：1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院 2.中國石油川慶鉆探工程公司長慶井下技術(shù)作業(yè)公司 3．中國科學(xué)院力學(xué)研究所
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